CN114687978B - 一种柱塞滑靴及其装配工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种柱塞滑靴,属于柱塞泵的技术领域。其包括滑靴和柱塞，所述滑靴包括滑靴座和可拆卸连接在所述滑靴座上的球头杆，所述球头杆远离滑靴座的一端固定有球头；连接组件，所述连接组件包括外连接套和螺纹连接于所述外连接套内侧的内连接轴，所述外连接套和所述内连接轴开设球窝，所述外连接套远离内连接轴的一侧开设有球头安装孔，所述内连接轴远离柱塞的一端的直径经过球窝的中心，所述内连接轴远离外连接套的一端与柱塞可拆卸连接。本申请方案与传统的收口方式相比，取消了收口步骤，减少了外连接套的塑性变形，使球窝的内壁与球头之间的间隙更易把控，提高球窝的内壁与球头之间的间隙精度。

Description

一种柱塞滑靴及其装配工艺

技术领域

本申请涉及柱塞泵的技术领域，尤其是涉及一种柱塞滑靴及其装配工艺。

背景技术

柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点。

柱塞滑靴组件由柱塞和滑靴组成，柱塞的主体为圆柱形结构，前端具有球头或球窝；滑靴的主体为阶梯圆柱形，能够在斜盘上摩擦，且与柱塞通过球头-球窝连接，从而将柱塞上的液压力传递到斜盘上。相关技术中，柱塞和滑靴是通过收口工艺实现球窝和球头的接触，使得柱塞泵或者柱塞马达在工作时，柱塞和滑靴既能够相互灵活转动，又能保持不脱开。收口是指通过专用工装将滑靴或者柱塞挤压变形，以使得球头和球窝紧密贴合，柱塞和滑靴可围绕球心相对摆动但不能分离。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：利用收口工艺制作的柱塞和滑靴，收口时需要使用专用收口设备对滑靴进行收口，滑靴被收口时其结构发生塑性变形，期间会产生大量热量，因热胀冷缩作用，导致后续滑靴与柱塞之间的间隙不易把握。

发明内容

为了有助于提高柱塞和滑靴组装的精度，本申请提供一种柱塞滑靴及其装配工艺。

第一方面

本申请提供的一种柱塞滑靴。采用如下的技术方案：

一种柱塞滑靴，包括：

滑靴和柱塞，所述滑靴包括滑靴座和可拆卸连接在所述滑靴座上的球头杆，所述球头杆远离滑靴座的一端固定有球头；

连接组件，设置在所述球头与所述柱塞之间，所述连接组件包括外连接套和螺纹连接于所述外连接套内侧的内连接轴，所述外连接套和所述内连接轴开设有与球头相适配的球窝，所述外连接套远离内连接轴的一侧开设有供球头杆穿过的球头安装孔，所述内连接轴远离柱塞的一端的直径经过球窝的中心，所述内连接轴远离外连接套的一端与柱塞可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，装配时，使球杆穿过外连接套，并使球头置于外连接套内，再将内连接轴拧入外连接套内，从而使球头置于内连接轴与外连接套形成的球窝内，进而球头与连接组件形成球铰连接，而连接组件又与柱塞连接，进而实现滑靴与柱塞的球铰连接。本申请方案与传统的收口方式相比，取消了收口步骤，减少了外连接套的塑性变形，使球窝的内壁与球头之间的间隙更易把控，提高球窝的内壁与球头之间的间隙精度，在回程载荷较大或需强制回程的情况下，球窝的开口处不易张开，球窝的内壁与球头的间隙不易发生改变，进而使柱塞的有效行程不易发生改变，极大程度提高了柱塞泵运行的稳定性。

可选的，所述内连接轴包括半球形体以及与所述半球形体连接的圆柱体，所述半球形体的开口背离所述圆柱体设置，所述半球形体的最大直径小于圆柱体的直径。

通过采用上述技术方案，使内连接轴可以正常旋入外连接套内，并且内连接轴与外连接套之间形成阶梯部，有助于对内连接轴的旋入程度进行确定，确保球窝的内壁与球头之间的间隙的精确性。

可选的，所述圆柱体远离半球形体的一端固定有连接体，所述连接体穿设于柱塞内并与柱塞螺纹连接，所述连接体的直径小于圆柱体的直径。

通过采用上述技术方案，内连接轴与外连接套固定后，将柱塞旋入连接体，实现对柱塞的固定；连接体的直径小于圆柱体的直径，有利于控制柱塞的旋入程度，把控连接组件与柱塞形成的整体长度。

可选的，所述柱塞包括柱塞套和穿设于所述柱塞套内的柱塞芯，所述柱塞套与内连接轴螺纹连接，所述柱塞芯的一端与柱塞套连接，所述柱塞芯的另一端与内连接轴连接，所述柱塞芯与柱塞套的内壁之间预留有减重空腔。

通过采用上述技术方案，减重空腔可以减轻柱塞整体的质量，减少柱塞离心力产生较大力矩导致缸体倾覆的情况发生，延长柱塞泵的使用寿命；柱塞芯与柱塞套内壁形成的减重空腔还能够减少柱塞套内的无效死容积，增加了容积效率，降低了工作介质的压缩性对容积效率的不利影响。

可选的，所述柱塞套与内连接轴的连接处设置有第一锁紧销钉。

通过采用上述技术方案，柱塞套内未安装柱塞芯时，利用第一锁紧销钉实现内连接轴与柱塞套的锁紧，此时柱塞套内预留有较大的空间，方便人员使用工具将第一锁紧销钉拧入，提高装配的效率。

可选的，所述柱塞芯开设有塞芯通孔，所述内连接轴开设有连接轴通孔，所述球头和球头杆开设有球头通孔，所述塞芯通孔、连接轴通孔以及球头通孔依次连通。

通过采用上述技术方案，塞芯通孔、连接轴通孔以及球头通孔形成润滑通道，提高滑靴和柱塞运动过程中的稳定性。

可选的，所述柱塞芯的外周固定有支撑垫片，所述支撑垫片的外周与柱塞套的内壁抵接。

通过采用上述技术方案，支撑垫片起到固定柱塞芯的作用，对柱塞芯与柱塞套之间进行支撑，提高柱塞芯安装在柱塞套内的稳定性。

可选的，所述外连接套远离球头的一端固定有内连接环，所述柱塞靠近外连接套的一侧固定有外连接环，所述内连接环套设在内连接轴的外周，所述外连接环套设在内连接环的外周，所述内连接环与外连接环之间设置有紧固件。

通过采用上述技术方案，紧固件能够实现外连接套与柱塞之间的连接固定，使连接组件与柱塞的装配更加简便，并且连接组件与柱塞的连接更加紧固，延长柱塞泵的使用寿命。

可选的，所述滑靴座与球头杆螺纹连接，所述滑靴座与球头杆之间连接有第二锁紧销钉。

通过采用上述技术方案，假设柱塞与滑靴间产生间隙，滑靴与柱塞在运行过程中，滑靴座会敲击斜盘并摩擦斜盘表面，造成滑靴座与斜盘接触面发生磨损；滑靴座与斜盘可拆卸连接，当后续维护时，方便人员单独拆装滑靴座进行更换，降低成本。

第二方面

本申请还提供一种柱塞滑靴的装配工艺,包括以下步骤：

S1：预先制作滑靴、柱塞以及连接组件；

S2：将球头杆的一端穿过外连接套内，并使球头置于外连接套内侧；

S3：将内连接轴拧入外连接套内，使球头置于内连接轴与外连接套形成的球窝内；

S4：将柱塞套与内连接轴远离外连接套的一端螺纹连接，并锁紧内连接轴与柱塞套的连接处以及锁紧外连接套与柱塞套；

S5：将柱塞套夹持于旋转夹具中，柱塞芯夹持于移动夹具中，利用旋转夹具和移动夹具完成柱塞芯与内连接轴的焊接以及完成柱塞芯与柱塞套的焊接；

S6：将球头杆与滑靴座组装。

通过采用上述技术方案，本申请方案预留了足够的空间供人员对柱塞和滑靴进行装配，提高其装配效率；同时，取消了传统的收口工艺，无需使用专用收口设备，降低了购买、制造专用收口设备的成本，并且外连接套与内连接轴预先进行加工，减少了收口导致的滑靴塑性变形，可以有效把控装配精度，提高球头与球窝之间的间隙精度，有效提高了柱塞泵运行的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请方案与传统的收口方式相比，取消了收口步骤，减少了外连接套的塑性变形，使球窝的内壁与球头之间的间隙更易把控，提高球窝的内壁与球头之间的间隙精度，在回程载荷较大或需强制回程的情况下，球窝的开口处不易张开，球窝的内壁与球头的间隙不易发生改变，进而使柱塞的有效行程不易发生改变，极大程度提高了柱塞泵运行的稳定性。

2.第一锁紧销钉位于减重空腔内，内连接轴与柱塞芯连接，有利于阻止油液进入减重空腔，减重空腔还可以减轻柱塞整体的质量，减少柱塞离心力产生较大力矩导致缸体倾覆的情况发生，延长柱塞泵的使用寿命。

3.假设柱塞与滑靴间产生间隙，滑靴与柱塞在运行过程中，滑靴座会敲击斜盘并摩擦斜盘表面，造成滑靴座与斜盘接触面发生磨损；滑靴座与斜盘可拆卸连接，当后续维护时，方便人员单独拆装滑靴座进行更换，降低成本。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构的剖视图。

图2是本申请实施例的外连接套与内连接轴的爆炸示意图。

图3是本申请实施例的柱塞套与柱塞芯的爆炸示意图。

附图标记说明：

1、滑靴；11、滑靴座；12、球头杆；13、球头；14、第二锁紧销钉；2、柱塞；21、柱塞套；211、连接轴安装孔；212、外连接环；22、柱塞芯；221、柱塞轴；222、柱塞盖；223、肩部；24、支撑垫片；3、连接组件；31、外连接套；311、球头安装孔；312、连接体安装孔；313、内连接环；32、内连接轴；321、半球形体；322、圆柱体；323、连接体；4、第一锁紧销钉；5、柱塞空腔；6、紧固件；71、塞芯通孔；72、连接轴通孔；73、球头通孔；8、减重空腔。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种柱塞滑靴。参照图1，包括滑靴1、柱塞2以及设置在滑靴1与柱塞2之间的连接组件3。

其中，滑靴1包括滑靴座11、球头杆12以及球头13，滑靴座11与柱塞泵内的斜盘相连，球头杆12的一端螺纹连接于滑靴座11内，滑靴座11与球头杆12的连接处设置有第二锁紧销钉14，利用第二锁紧销钉14实现滑靴座11与球头杆12的紧固，球头13一体成型于球头杆12远离滑靴座11的一端。

参照图1和图2，连接组件3包括外连接套31和内连接轴32，外连接套31和内连接轴32开设有与球头13相适配的球窝，外连接套31的内腔设置有供球头杆12穿过的球头安装孔311，球头安装孔311的孔壁与球头13的一部分外周壁滑移抵接，外连接套31的内腔设置有与球头安装孔311相连通的连接轴安装孔211，连接轴安装孔211的孔径大于球头安装孔311的孔径，以使球头13和球头杆12能够从连接轴安装孔211穿过。

其中，内连接轴32包括半球形体321、圆柱体322以及连接体323，半球形体321的开口朝向球头安装孔311，半球形体321的开口与球头安装孔311共同形成球窝，半球形体321的开口端面直径经过球窝的中心，半球形体321的外周设置有螺纹，半球形体321的外周与连接轴安装孔211的孔壁螺纹连接，半球形体321与圆柱体322一体成型，圆柱体322的直径大于半球形体321的外周直径，以使半球形体321与圆柱体322的连接处形成阶梯，对半球形体321的旋入程度进行限定，提高球头13与球窝内壁间隙的精确性。

参照图1和图2，连接体323与圆柱体322同轴设置，连接体323一体成型于圆柱体322远离半球形体321的一端，本实施例中，连接体323同样呈圆柱设置，连接体323的直径小于圆柱体322的直径，连接体323的外周设置有螺纹，连接体323通过螺纹与柱塞2螺纹连接。

参照图2和图3，柱塞2包括柱塞套21和柱塞芯22，柱塞套21的内腔设置有连接体安装孔312，连接体323穿设于连接体安装孔312内，连接体323的外周壁与连接体安装孔312的孔壁螺纹连接，圆柱体322的外周壁与柱塞套21的内壁滑移抵接。

参照图1，连接体323与柱塞套21的连接处设置有第一锁紧销钉4，利用第一锁紧销钉4实现连接体323与柱塞套21的紧固。

参照图3，柱塞套21的内腔设置有与连接体安装孔312相连通的柱塞空腔5，柱塞空腔5的孔径大于连接体安装孔312的孔径，柱塞芯22穿设于柱塞空腔5内。柱塞芯22包括柱塞轴221和柱塞盖222，柱塞盖222一体成型在柱塞轴221的一端，柱塞盖222的直径大于柱塞轴221的直径。

参照图2和图3，柱塞轴221穿设于柱塞空腔5内，柱塞轴221的端部与连接体323的端面焊接，柱塞盖222与柱塞套21的端侧边焊接。

其中，柱塞轴221靠近连接体323的外周直径小于柱塞轴221远离连接体323的外周直径，两者的直径不同处形成有肩部223，柱塞轴221直径较小处的外周套接有支撑垫片24，支撑垫片24的侧面与肩部223抵接，支撑垫片24的外周与柱塞套21的内壁抵接。

参照图1和图3，柱塞轴221的外壁与柱塞套21的内壁之间形成有减重空腔8，减重空腔8可以减轻柱塞2整体的质量，减少柱塞2离心力产生较大力矩导致缸体倾覆的情况发生，延长柱塞,泵的使用寿命；减重空腔8还能够减少柱塞套21内的无效死容积，增加了容积效率，降低了工作介质的压缩性对容积效率的不利影响。

参照图2和图3，外连接套31靠近柱塞套21的外周一体成型有内连接环313，柱塞套21靠近外连接套31的一侧一体成型有外连接环212，内连接环313套设在内连接轴32的外周，外连接环212套设在内连接环313的外周。

参照图1，内连接环313与外连接环212之间设置有紧固件6。本实施例中，紧固件6设为销钉，利用销钉锁紧内连接环313与外连接环212，从而实现对连接组件3与柱塞2的锁紧。在其它实施例中，也可以采用螺钉、螺栓等紧固件对连接组件3与柱塞2进行紧固。

参照图1，柱塞芯22的中心开设有塞芯通孔71，内连接轴32的中心开设有连接轴通孔72，球头13和球头杆12的中心开设有球头通孔73，塞芯通孔71、连接轴通孔72以及球头通孔73依次连通，以形成润滑通道，提高滑靴1和柱塞2运动过程中的稳定性。

本申请实施例一种柱塞滑靴的实施原理为：本申请方案与传统的收口方式相比，取消了收口步骤，减少了外连接套31的塑性变形，使球窝的内壁与球头13之间的间隙更易把控，提高球窝的内壁与球头13之间的间隙精度，在回程载荷较大或需强制回程的情况下，球窝的开口处不易张开，球窝的内壁与球头13的间隙不易发生改变，进而使柱塞2的有效行程不易发生改变，极大程度提高了柱塞2泵运行的稳定性。

本申请实施例还公开一种柱塞滑靴的装配工艺，包括以下步骤：

S1：预先制作滑靴1、外连接套31、内连接轴32、柱塞套21以及柱塞芯22。

S2：将球头杆12的一端穿过外连接套31内，并使球头13置于外连接套31内侧。

S3：将内连接轴32拧入外连接套31内，使球头13置于内连接轴32与外连接套31形成的球窝内。

S4：将柱塞套21与连接体323螺纹连接，利用工具从柱塞空腔5的开口一侧将第一锁紧销钉4拧入内连接轴32与柱塞套21的连接处，以及利用工具将紧固件6拧入内连接环313与外连接环212，实现柱塞套21与外连接套31以及与内连接轴32之间的锁紧固定。

S5：将柱塞套21夹持于摩擦焊机的旋转夹具中，柱塞芯22夹持于摩擦焊机的移动夹具中，柱塞芯22与柱塞套21同轴，柱塞套21的端侧边与柱塞盖222对齐；

S51：进行焊接时，开启摩擦焊机，柱塞套21在旋转夹具的驱动下进行高速转动，同时柱塞芯22在移动夹具的驱动下将支撑垫片24推入至柱塞空腔5内，支撑垫片24的周侧边与柱塞空腔5的内壁相抵触，支撑垫片24起到支撑柱塞轴221的作用，减少柱塞芯22在焊接的过程中柱塞轴221发生倾斜或偏移，大大增加了加工精度；当柱塞轴221的端部移动至与连接体323的端面相抵触时，由于两者之间进行着高速的相对运动，使得两个接触面之间由于摩擦产生大量的热，让附近区域的材料融化，在顶锻压力的作用下，使柱塞轴221与连接体323的接触面通过界面的分子扩散和再结晶而焊接在一起；同时，柱塞盖222的内侧面与柱塞套21的端面也因相对摩擦而产生热量，使得柱塞盖222与柱塞套21的端面也焊接在一起。

S6：将球头杆12拧入滑靴座11内，并将第二锁紧销钉14钉入滑靴座11与球头杆12的连接处。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于，包括：

滑靴（1）和柱塞（2），所述滑靴（1）包括滑靴座（11）和可拆卸连接在所述滑靴座（11）上的球头杆（12），所述球头杆（12）远离滑靴座（11）的一端固定有球头（13）；

连接组件（3），设置在所述球头（13）与所述柱塞（2）之间，所述连接组件（3）包括外连接套（31）和螺纹连接于所述外连接套（31）内侧的内连接轴（32），所述外连接套（31）和所述内连接轴（32）开设有与球头（13）相适配的球窝，所述外连接套（31）远离内连接轴（32）的一侧开设有供球头杆（12）穿过的球头安装孔（311），所述内连接轴（32）远离柱塞（2）的一端的直径经过球窝的中心，所述内连接轴（32）远离外连接套（31）的一端与柱塞（2）可拆卸连接；

还包括以下步骤：

S1：预先制作滑靴（1）、柱塞（2）以及连接组件（3）；

S2：将球头杆（12）的一端穿过外连接套（31）内，并使球头（13）置于外连接套（31）内侧；

S3：将内连接轴（32）拧入外连接套（31）内，使球头（13）置于内连接轴（32）与外连接套（31）形成的球窝内；

S4：将柱塞套（21）与内连接轴（32）远离外连接套（31）的一端螺纹连接，并锁紧内连接轴（32）与柱塞套（21）的连接处以及锁紧外连接套（31）与柱塞套（21）；

S5：将柱塞套（21）夹持于旋转夹具中，柱塞芯（22）夹持于移动夹具中，利用旋转夹具和移动夹具完成柱塞芯（22）与内连接轴（32）的焊接以及完成柱塞芯（22）与柱塞套（21）的焊接；

S6：将球头杆（12）与滑靴座（11）组装。

2.根据权利要求1所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述内连接轴（32）包括半球形体（321）以及与所述半球形体（321）连接的圆柱体（322），所述半球形体（321）的开口背离所述圆柱体（322）设置，所述半球形体（321）的最大直径小于圆柱体（322）的直径。

3.根据权利要求2所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述圆柱体（322）远离半球形体（321）的一端固定有连接体（323），所述连接体（323）穿设于柱塞（2）内并与柱塞（2）螺纹连接，所述连接体（323）的直径小于圆柱体（322）的直径。

4.根据权利要求3所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述柱塞（2）包括柱塞套（21）和穿设于所述柱塞套（21）内的柱塞芯（22），所述柱塞套（21）与内连接轴（32）螺纹连接，所述柱塞芯（22）的一端与柱塞套（21）连接，所述柱塞芯（22）的另一端与内连接轴（32）连接，所述柱塞芯（22）与柱塞套（21）的内壁之间预留有减重空腔（8）。

5.根据权利要求4所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述柱塞套（21）与内连接轴（32）的连接处设置有第一锁紧销钉（4）。

6.根据权利要求4所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述柱塞芯（22）开设有塞芯通孔（71），所述内连接轴（32）开设有连接轴通孔（72），所述球头（13）和球头杆（12）开设有球头通孔（73），所述塞芯通孔（71）、连接轴通孔（72）以及球头通孔（73）依次连通。

7.根据权利要求6所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述柱塞芯（22）的外周固定有支撑垫片（24），所述支撑垫片（24）的外周与柱塞套（21）的内壁抵接。

8.根据权利要求1所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述外连接套（31）远离球头（13）的一端固定有内连接环（313），所述柱塞（2）靠近外连接套（31）的一侧固定有外连接环（212），所述内连接环（313）套设在内连接轴（32）的外周，所述外连接环（212）套设在内连接环（313）的外周，所述内连接环（313）与外连接环（212）之间设置有紧固件（6）。

9.根据权利要求1所述的一种柱塞滑靴的装配工艺，其特征在于：所述滑靴座（11）与球头杆（12）螺纹连接，所述滑靴座（11）与球头杆（12）之间连接有第二锁紧销钉（14）。